KERAPATAN KELURUSAN SUNGAI DI WILAYAH MAJALENGKA
DAN HUBUNGANNYA DENGAN VARIABEL MEKANIKA TANAH:
SUDUT GESER-DALAM
Zufialdi Zakaria & Irvan Sophian
Laboratorium Geologi Teknik, Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran,
ABSTRACT
Areas of the research include the role in The Eastern Zone of Bogor Basin. In this research are Research areas included in the Eastern zone Bogor Basin. In this research are discussed: 1) The role of tectonic and drainage lineament on Tertiary and Quaternary rocks in the study area; 2) The role of soil variables that are part of the parent rock material. The method used is a probabilistic analysis involving friction angle and lineament densty. The results showed: 1) The absence of differences in the direction of linemament drainage patterns on Tertiary and Quaternary rocks, indicating the influence of the deformation of the same, namely the upligt, the two rocks together to experience the rapture; 2) The density llinemanet associated with one variable, namely internal friction angle (phi). Internal friction angle (phi) decreases with increasing density lineament.
Keywords: morphotectonics, lineaments, angle of friction
ABSTRAK
Daerah penelitian termasuk ke dalam zona Cekungan Bogor Bagian Timur. Dalam penelitian ini dibahas: 1) Peran tektonik dan kelurusan sungai di daerah penelitian; 2) Peran variabel tanah yang merupakan bagian dari material batuan induk. Metode yang dipakai adalah analisis probabilistik yang melibatkan variabel sudut geser dalam dan kerapatan kelurusan. Hasil penelitian menunjukkan: 1) Tidak terdapatnya perbedaan arah pola kelurusan sungai pada batuan Tersier dan Kuarter, menandakan adanya pengaruh deformasi yang sama, yaitu pengangkatan, kedua batuan sama-sama mengalami pengangkatan; 2) Kerapatan liniasi berhubungan dengan salah satu variabel tanah yaitu sudut-geser dalam (phi), sudut-geser dalam (ophi) menurun sejalan dengan peningkatan kerapatan liniasi.
Kata kunci: morfotektonik, kelurusan, sudut-geser dalam
PENDAHULUAN
Daerah riset dilaksanakan di wila-yah Majalengka (Gambar 1). Secara stratigrafi daerah ini termasuk bagian timur dari Zona Bogor, salah satu zo-na dalam pembagian fisiografi Jawa Barat yang merupakan antiklinorium berarah barat-timur (menurut van Bemmelen, 1949, dalam Martodjojo, 1984), atau termasuk dalam Cekung-an Bogor bagiCekung-an timur menurut Mar-todjojo (1984).
Jejak tektonik dapat ditelusuri dari keberadaan struktur geologi patahan, perlipatan, dan kekar-kekar. Jejak tektonik juga dapat ditelusuri pada morfologi melalui bentuk bentang-alam yang sekarang muncul di per-mukaan bumi, termasuk kenampakan kelurusan topografi maupun sungai yang nampak pada peta topografi, fo-to-udara atau citra satelit dengan arah kelurusan yang beragam sesuai
dengan genetika/kejadian yang me-nimpa tiap-tiap wilayahnya.
Pada pengembangan wilayah, kaji-an terhadap lkaji-andscape penting dilaku-kan, terutama kajian terhadap keku-atan lereng di lahan miring maupun kekuatan dayadukung tanah/batuan dalam hubungannya dengan perenca-naan infrastruktur yang berkembang pesat di wilayah yang bersangkutan, misalnya perencanaan jalan toll baru, bandara internasional Kertajati, dan bendungan Jatigede.
Maksud penelitian adalah untuk mengungkap kejelasan peran tektonik dalam suatu wilayah dengan geneti-kanya yang dicerminkan melalui mor-fotektoniknya dan hubungannya de-ngan salah satu variabel tanah dan kualitas batuannya. Tujuan penelitian adalah: 1) Mengetahui peran tektonik terhadap batuan Kuarter dan Tersier di wilayah Majalengka dan sekitarnya, melalui kajian morfotektonik yang
di-wakili oleh kelurusan sungai/ topo-grafi; 3) Menggali geologi secara ku-antitatif dari data yang terukur me-lalui kajian kerapatan retakan suatu wilayah dan hubungannya dengan variabel tanah Sudut Geser Dalam. Penelitian bermanfaat untuk bebe-rapa hal dalam keilmuan maupun da-lam aplikasi geologi untuk masyara-kat, yaitu: 1) Memberikan sumbangan pemikiran dengan metode baru dalam penelitian peran tektonika terhadap morfologi dan hubungannya dengan kekuatan-kelemahan geologi; 2) Me-ngubah paradigma kualitatif dalam penelitian menjadi paradigma kuan-tifikatif yang dapat diverifikasi dalam penetapan kesimpulannya
METODE PENELITIAN
Keberadaan dinamika geologi di Majalengka dan sekitarnya telah di-teliti oleh beberapa peneliti. Terdapat sesar terkenal yang disebut sebagai Sesar Baribis yang diambil namanya dari nama sebuah desa di Majalengka. Daerah penelitian yang terletak di bagian timur Jawa Barat merupakan ujung dari Cekungan Bogor berdasar-kan pembagian fisiografi daerah Jawa Barat oleh van Bemmelen, atau ujung dari Zona Bogor berdasarkan Marto-djojo (1984). Sesar Baribis membelok tajam ke arah tenggara (Martodjojo, 1984). Pada pola umum struktur Ja-wa Barat, Martodjojo (1994) meng-gambarkan adanya patahan yang cen-derung searah dengan S. Citanduy. Hasil penelitian Haryanto (1999) menyimpulkan bahwa sesar Baribis di bagian utara relatif berarah barat-laut tenggara merupakan sesar naik dan di bagian timur berarah barat laut teng-gara dengan pergerakan relatif de-ngan sifat pergerakan mendatar. Se-sar tersebut disebutkan sebagai seSe-sar aktif dengan adanya sesar minor pada batuan vulkanik Kuarter.
Keberadaan sesar aktif didukung oleh data adanya pusat-pusat gempa di daerah tersebut berdasarkan USGS,
(2010) dan adanya pergeseran
permukaan bumi melalui survey GPS
(Abidin et al., 2009) dengan arah pergeseran ke tenggara. Hubungan bentangalam yang terbentuk saat ini dengan tektonik yang telah terjadi a-kan dicari melalui arah-arah kelurusan sungai dan topografi sebagai hasil re-takan-retakan atau torehan atau erosi yang terjadi. Penelitian geologi secara regional maupun lokal yang telah dila-kukan oleh beberapa peneliti, hampir kebanyakan menggambarkan geologi secara kualitatif. Arah 1 hasil analisis
sumbu lipatan dari beberapa formasi batuan dilakukan uji beda rata-rata untuk mengetahui adakah perbedaan arah gaya utama.
Pola kelurusan sungai/topografi di beberapa formasi batuan berumur Tersier dan Kuarter diukur azimutnya untuk mengetahui apakah kelurusan berbeda nyata pada verifikasi dengan uji beda rata-rata. Jika berbeda nya-ta, maka formasi batuan umur Tersier dan Kuarter di masing-masing daerah berada pada kontrol tektonik yang berbeda, namun jika tidak berbeda nyata, maka formasi batuan umur Tersier dan Kuarter di masing-masing daerah berada pada kontrol tektonik yang sama.
Pola kelurusan dapat dihitung ke-rapatannya. Kerapatan kelurusan ma-sing-masing daerah berbeda-beda tergantung banyaknya atau rapatnya kelurusan yang melewati daerah ter-sebut. Nilai sudut geser dalam () di-dapat dari uji triaxial terhadap sam-pel tanah. Dayadukung tanah didapat dari perhitungan cara Terzaghi. Sudut geser dalam maupun kekuatan daya-dukung tanah akan berkurang jika kelurusan di suatu wilayah semakin besar kerapatannya. Diagram alir pe-nelitian diperihatkan pada Gambar 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN Geologi
Satuan batuan tertua adalah For-masi Cinambo (Oligosen Akhir – Mio-sen Tengah, Formasi Cinambo Ang-gota Batupasir (bagian bawah) yang terdiri dari greywacke, batupasir gam-pingan, tufa, batulempung dan
batu-lanau dan Anggota Serpih (bagian atas) terdiri dari batulempung, gamping, batupasir gampingan, batu-pasir tufaan. Kemudian di atasnya di-endapkan Formasi Halang (umur Mio-sen Tengah - MioMio-sen Akhir), terdiri atas breksi bersifat andesitis sampai basaltis, tuf, konglomerat yang ter-masuk ke dalam bagian dari Formasi Halang Anggota Bawah dan Batupasir tufaan Anggota Atas. Di atas Formasi Halang diendapkan Formasi Subang (umur Miosen Akhir), terdiri dari Ang-gota Batu-lempung yang mengandung lapisan batugamping berumur Miosen Akhir. Di atas Formasi Subang dien-dapkan batulempung bersisipan batu-pasir dari Formasi Kaliwangu secara tidak selaras, umur Pliosen Awal s.d. Pliosen Tengah. Selanjutnya diendap-kan batupasir tufaan dari Formasi Citalang (umur Pliosen Tengah s.d. Pliosen Akhir. Di atas Formasi Citalang diendapkan batuan-batuan berumur Kuarter secara tidak selaras.
Struktur geologi yang berkembang terjadi pada periode Miosen-Pliosen dan Pliosen-Plistosen. Jejak-jejak tek-tonik terekam pada struktur geologi tersebut, terdiri atas kekar, lipatan, dan sesar. Sesar berkembang dengan beberapa pola arah yang berbeda-be-da. Sesar naik di Ujung Jaya me-libatkan batuan Fomasi Subang, For-masi Kaliwangu dan ForFor-masi Cita-lang. Di daerah tersebut berkembang lipatan, sesar naik, dan sesar normal. Di bagian baratnya, di daerah Dawu-an, berkembang sesar naik yang me-libatkan Formasi Kaliwangu dan For-masi Citalang. Di bagian tengah, di (daerah G. Ganda) berkembang sesar naik dan lipatan yang melibatkan For-masi Citalang dan forFor-masi batuan di bawahnya yang lebih tua. Di bagian selatannya berkembang sesar naik, sesar mendatar, sesar normal dan li-patan yang melibatkan Formasi Ci-nambo Anggota Bawah dan Formasi Halang. Ciri dari anjakan lipatan yang paling dikenal adalah kedudukan perlapisan pada batupasir dan lem-pung menyerpih dari Formasi
Cinam-bo Anggota Bagian Bawah. Di S. Cinambo, kemiringan lapisan batuan sangat curam. Kondisi ini dapat me-nentukan kedudukan arah gaya uta-ma dengan membuat tegak lurus dari arah jurus lapisan batuannya. Lipat-an-lipatan yang sangat curam, juga dapat menentukan arah gaya utama-nya yang tegak lurus dari sumbu antiklinnya.
Berdasarkan kajian kekar-kekar yang berkembang, Haryanto (1999) menyimpulkan adanya perkembang-an sesar naik sepperkembang-anjperkembang-ang arah sumbu lipatan. Demikian juga pada antiklin di breksi Formasi Halang Bagian Ba-wah, kedudukan sesar naik hampir sejajar dengan sumbu lipatan, arah sesar dan arah sumbu lipatan hampir berarah barat-timur. Peta geologi da-erah Majalengka disampaikan sebagai berikut:
Tektonik
Dari hasil kajian arah pergerakan tektonik antara Formasi Citalang dan Formasi Subang terdapat perbedaan arah utama pergerakan, artinya bahwa kedua Formasi di daerah penelitian berada dalam pengaruh gaya utama yang berbeda (tingkat kebenaran signifikan 95%). pada For-masi Subang dengan ForFor-masi Halang, Formasi Subang dengan Formasi Ci-nambo, Formasi Citalang dengan For-masi Halang, dan ForFor-masi Citalang dengan Formaso Cinambo, terdapat perbedaan yang signifikan bahwa ma-sing-masing Formasi yang diuji ter-nyata mempunyai arah gaya utama 1
yang berbeda. Namun pada Formasi Halang dan Formasi Cinambo, arah gaya utamanya sama. Dengan demi-kian, maka ada tiga gaya utama yang berperan di wilayah tektonik Maja-lengka, yaitu arah gaya utama yang menyebabkan struktur geologi pada Formasi Subang (Ujung Jaya), Forma-si Citalang (G. Ganda, Blok Malati), dan arah gaya utama yang menye-babkan struktur geologi Formasi Ha-lang dan Cinambo.
Hipotesis yang dibangun adalah diharapkan adanya perbedaan antara pola kelurusan sungai di batuan Kuar-ter dan batuan yang lebih tua (Ter-sier), akibat dari arah pergerakan tektonik yang berbeda-beda. Maka morfometri di setiap kronostratigrafi akan berbeda-beda pula. Morfometri batuan Tersier akan berbeda dengan morfometri batuan Kuarter. Namun pada pengujian hipotesis, tidak ter-bukti adanya perbedaan antara pola kelurusan sungai yang berarah Pola Meratus (baratdaya-timurlaut), Pola Jawa (barat-timur), Pola Sumatera (a-rah baratlaut-tenggara), dan Pola Sunda (utara-selatan), mirip arah po-la struktur geologi (Pulunggono & Martodjojo, 1994). Hasil verifikasi me-nunjukkan bahwa pola kelurusan ter-sebut tidak ada perbedaan, baik di batuan Kuarter maupun di batuan Tersier. Sehingga sintesis dilakukan bahwa kedua batuan berumur Kuarter dan Tersier berada pada kondisi dipe-ngaruhi arah gaya pergerakan tekto-nik yang sama. Arah pergerakan tek-tonik yang sama hanya bisa terjadi jika tektonik tersebut adalah tektonik termuda atau terkini (neotektonik) yang mempengaruhi baik batuan mu-da maupun tua. Gaya utama yang pa-ling mungkin adalah gaya-gaya yang searah dengan pergerakan penunjam-an ke arah pulau Jawa.
Dalam pengujian hipotesis menge-nai kelurusan topografi, diharapkan adanya perbedaan antara pola kelu-rusan sungai di batuan Kuarter dan batuan yang lebih tua (Tersier), ka-rena arah pergerakan tektonik yang berbeda-beda sehingga menyebab-kan morfometri di setiap kronostrati-grafi akan berbeda-beda pula. Na-mun pada pengujian hipotesis, tidak terbukti adanya perbedaan antara po-la kelurusan topografi yang berarah Pola Jawa (barat-timur), dan Pola Sunda (utara-selatan). Sintesis mun-cul bahwa kedua batuan berumur Kuarter dan Tersier berada pada kon-disi dipengaruhi arah gaya pergerakan tektonik yang sama yang
mempenga-ruhi baik batuan muda maupun batuan tua.
Pada uji beda kelurusan topografi Pola Meratus (baratdaya-timurlaut) dan Pola Sumatera (arah baratlaut-tenggara), terbukti ada perbedaan kelurusan topografi di batuan Tersier dan Kuarter. Sintesis dimunculkan bahwa walaupun sama-sama berada pada pengaruh neotektonik yang sa-ma dari penunjasa-man ke arah Jawa, arah Pola Meratus dan Pola Sumatera mencerminkan adanya produk retak-an yretak-ang berbeda karena jenis litologi yang berbeda dan juga pergeseran-pergeseran terhadap batuannya ber-beda pula. Arah Sumatera dan arah Meratus diperkirakan masih aktif sam-pai saat ini. Arah tektonik yang paling aktif dibuktikan dengan pergeseran yang terjadi berarah pola Sumatera (sesar-sesar paling muda). Sementara Pola Meratus diperkirakan kedua pa-ling aktif karena reaktivasi sesar-sesar lama. Untuk hal ini masih diper-lukan penelitian yang lebih luas. Hasil penelitian pergeseran sesar Baribis yang dilakukan oleh Abidin, et al. (2009) menyatakan bahwa per-geseran pada zona Baribis masih ter-jadi dengan kecepatan 1 sampai 2,1 cm/tahun. Pengaruh perbedaan pola Sumatera pada batuan Tersier dan Kuarter pun dapat menjawab adanya sesar Citanduy yang diperkirakan dari data gravimetri (Martodjojo, 1994). Pengaruh perpotongan sesar Baribis (pola Jawa) dan sesar Citanduy (pola Sumatera) menyebabkan berbeloknya sesar ke arah yang sesuai dengan pergeseran dari GPS oleh Abidin, et al. (2009) yaitu relatif bergeser ke tenggara (gaya utama dominan) dan selatan-baratdaya (tidak dominan). Dengan demikian maka Sesar Baribis sebenarnya tidak berubah arah dari sesar naik di utara menjadi sesar mendatar di bagian selatan. Kedua sesar tersebut mempunyai sistem yang berbeda. Pola Sumatera yang masih bergerak dengan cara perge-seran menyebabkan kondisi morfologi terus berubah. Hal ini menyebabkan arah batuan bagian utara (dominan
Tersier) dan batuan di selatan (domi-nan Kuarter) menjadi berbeda arah kelurusannya.
Hasil uji beda pola kelurusan su-ngai pada batuan Tersier dan Kuarter menunjukkan tidak ada perbedaan, disimpulkan bahwa kedua batuan sa-ma-sama terkena deformasi peng-angkatan (uplift) yang sama dan yang berumur lebih muda. Yang memung-kinkan deformasi seperti itu adalah deformasi akibat neotektonik. Hasil uji beda pola kelurusan topografi me-nunjukkan tidak ada perbedaaan an-tara pola kelurusan topografi arah pola Jawa maupun arah pola Sunda antara batuan Tersier dan Kuarter. Hal ini menunjukkan kedua pola sa-ma-sama terkena deformasi yang sama, yang lebih memungkinkan ada-lah berupa yaitu uplift akibat
sub-duction dari selatan. Berlainan dengan
pola Meratus dan pola Sumatera, ter-dapat perbedaan pola kelurusan topo-grafi antara batuan Tersier dan Kuar-ter, hal ini menandakan kedua pola tersebut dipengaruhi tektonik aktif berupa pergeseran (dengan asumsi arah gaya utama dari selatan).
Mekanika Tanah
Hipotesis awal yang dibentuk pada kajian mekanika tanah adalah: Densi-tas dari kelurusan sungai menentukan kekuatan batuannya, termasuk tanah lapukannya. Nilai sudut-geser dalam menurut kerapatan liniament.
Untuk itu kajian kerapatan kelurus-an, maka pola kelurusan yang akan digunakan ditentukan terlebih dahulu. Dalam hal ini kelurusan sungai diambil karena pada kajian kelurusan sungai, disimpulkan bahwa kecenderungan tektonik yang berpengaruh kepada kedua batuan Tersier dan Kuarter saat ini adalah sama, yaitu tektonik peng-angkatan. Kedua batuan sama-sama terangkat dan sama-sama mengalami gaya yang sama, sehingga semua ba-tuan diasumsikan berada pada kondisi tektonik yang sama, yaitu tektonik pengangkatan.
Kerapatan liniasi dihitung berdasar-kan jumlah panjang kelurusan dalam suatu luas tempat kelurusan-kelurusan itu berada. Oleh sebab itu, peta wila-yah penelitian dibuat grid dengan kotak-kotak yang berukuran luas selu-as koordinat 0,01o X 0,01o atau seluas
kira-kira 344Km2. Satuan kerapatan
bisa berupa satuan panjang per-satuan luas atau jumlah panjang kelurus-an/liniasi dalam satu kotak grid dibagi satuan luas grid tersebut. Untuk lebih mudahnya dikalikan dengan 100 sen sehingga satuannya menjadi per-sen dengan satuan kerapatan diberi simbol k.
Persamaan regresi untuk sudut geser dalam versus kerapatan liniasi didapat bentuk eksponensial. Pada bentuk eksponensial digambarkan bah-wa tidak ada nilai sudut geser dalam yang nol atau negatif ketika kerapatan semakin besar. Hal ini berbeda dengan persamaan regresi bentuk linier yang akan menghasilkan nilai negatif atau minus pada sudut geser dalam ketika kerapa-tan semakin besar. Bentuk eksponensial dipilih karena lebih logis. Pada kondisi kerapatan maksimum, nilai sudut geser dalam tidak bisa lebih kecil lagi, nilainya menjadi tetap pada niliai terkecil. Hubungan antara sudut-geser dalam dengan kerapatan linasi mengikuti persamaannya eksponensial:
= 26.804e-0.068k dengan koefisien
korelasi R = 0.80. Keeratan hubungan pada persamaan eksponensial (R-0,80) lebih besar daripada persamaan linier (R=0,65).
Sudut-geser dalam lebih dipenga-ruhi oleh bentuk butir dan ukuran bu-tir materialnya. Bentuk dan ukuran butir material sangat berkaitan de-ngan desintegrasi dan transported
soil, yaitu pelapukan secara fisik yang
di-pengaruhi oleh cuaca sehingga ma-terial yang besar menjadi hancur, ke-mudian ditranspostasi oleh media air atau angin ke tempat lain. Selain des-integrasi, kehancuran material juga bisa dipengaruhi oleh retakan-retakan akibat struktur geologi. Sudut geser dalam adalah variabel yang berada
dalam material induk geologi, baik da-lam tanah maupun dada-lam batuan. Oleh sebab itu sudut-geser dalam merupakan variabel terukur yang me-rupakan bagian dari faktor pemben-tuk tanah.
KESIMPULAN DAN SARAN
Tektonik berperan dalam
mem-bentuk morfologi wilayah Majalengka. Jejak tektonik dapat diketahui melalui kajian kuantitatif terhadap arah gaya pergerakan utama tektonik dan mor-fotektonik. Tektonik di Majalengka merupakan tektonik yang sampai se-karang masih aktif, dicirikan dengan pergeseran di zona Sesar Baribis atau pergeseran Sesar Citanduy ke arah dekstral. Batuan Tersier dan Kuarter sama-sama mengalami pengaruh oleh tektonik yang sama, yaitu tektonik pengangkatan yang dicirikan dengan arah retakan-retakan yang sama. Akan tetapi melalui kajian yang lebih jauh, analisis kelurusan-kelurusan dapat memberikan kesimpulan ada-nya peran tektonik yang menyebakan pergeseran, dicirikan dengan adanya perbedaan atau persamaan arah re-takan. Peran tektonik terhadap me-kanika batuan masih belum banyak diteliti. Hubungan antara wilayah yang regional (atau wilayah luas) dengan lokal (atau wilayah sempit dengan singkapan yang detail), masih belum banyak diungkap. Penelitian ini menunjukkan belum tuntasnya kajian tersebut.
Sudut-geser dalam, yang meru-pakan salah satu variabel yang terli-bat dalam dayadukung tanah, mem-perlihatkan hubungan yang signifikan dengan kerapatan liniasi. Nilai sudut-geser dalam akan menurun sejalan dengan peningkatan kerapatan linasi.
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, H.Z.A., Andreas, H, Kato, T., Ito, T., Meilano, I., Kimata, F., Natawidjaya, D.H., and Harjono, H., 2009, Crustal Deformation Studies in Java (Indonesia) using GPS, Journal of Earthquake and
Tsunami, Vol. 3, No. 2 (2009) 77– 88, World Scientific Publishing Company, pp.77-88
Haryanto, I., 1999, Tektonik Sesar
Baribis, Daerah Majalengka, Jawa Barat, Thesis Magister, Program
Studi Ilmu Kebumian, ITB, 76 hal. Martodjojo, Soejono, 1984, Evolusi
Cekungan Bogor, Jawa Barat,
Di-sertasi, Institut Teknologi Bandung, tidak dipublikasi.
Martodjojo, Soejono, 1994, Data
Stra-tigrafi Pola Tektonik dan Per-kembangan Cekungan pada Jalur Anjakan-Lipatan di Pulau Jawa, Proceeding Geologi dan Geoteknik
Pulau JAwa, Nafiri, Yogyakarta, hal. 51-71
USGS, 2010, United States of Geo-logical Survey, http://earthquake.-
usgs.gov-/earthquakes/-eqarchives/sopar/. Diakses tanggal 17 Februari 2011, pk 21.14
Gambar 1. Lokasi penelitian Lokasi Penelitian
Tabel 1. Ringkasan hasil pengujian hipotesis morfotektonik
Tabel 2. Ringkasan hasil pengujian statistik hubungan kerapatan kelurusan dengan sudut-geser dalam
Gambar 2.
